微嗜酸寡养单胞菌EFS1的产电性能及在污水处理中的应用

【背景】微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)作为一种新型的燃料电池资源,在产电的同时可应用于污水处理领域,达到资源最大化的目的。【目的】从MFC中分离获得一株可培养微生物,研究其产电特性及在污水处理中的微生物絮凝、重金属耐受、苯酚降解性能,为扩展产电菌资源库提供理论基础。【方法】利用WO_3纳米探针从MFC阳极中筛选获得一株具备产电和絮凝性能的菌株,命名为EFS1。运用循环伏安分析结合扫描电镜观测阳极电极;改变外电阻测定极化曲线和功率密度曲线。测定菌株的絮凝、重金属耐受及苯酚降解性能。【结果】经16S rRNA基因序列分析,结合形态学和生理生化鉴定菌株EFS1为微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)。菌株EFS1具有稳定的产电周期,周期电压最高可达300m V,功率密度可达56.25m W/m~2;扫描电镜发现菌株存在直接接触电极及分泌电子中介体传递电子的方式;MFC内阻为1 000Ω左右。有氧条件下菌株的絮凝率可达到70%,存在电子受体的无氧环境中可达到80%;该菌株还具有良好的Cd~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)耐受性及苯酚降解性能,在48 h、2–4 mg/L时苯酚降解率达到了100%。【结论】研究验证了产电菌EFS1具备絮凝能力、重金属耐受、苯酚降解的可能性,为产电菌的开发及污水处理方面提供理论依据。

Electrical performance and application in sewage treatment of an electricigenic strain Stenotrophomonas acidaminiphila EFS1